《聲納原理》課程教學大綱

聲納原理課程教學大綱一、課程基本信息1、課程代碼：0330190 2、課程名稱（中文）：聲納原理 課程名稱（英文）：Principles of Sonar3、學時/學分：48/64、先修課程：水聲學原理與換能器基陣，03301405、面向?qū)ο螅盒畔辜夹g(shù)專業(yè)6、開課院（系）：航海學院聲學與信息工程系7、教材、教學參考書：教材：聲吶技術(shù)，田坦、劉國枝、孫大軍編，哈爾濱工程大學出版社，2000年教學參考書：數(shù)字式聲納設(shè)計原理，李啟虎，安徽教育出版社，2002年Underwater Acoustic System Analysis, Williams S. Burdic, Prentice Hall, 1991二、課程性質(zhì)和任務航海學院信息對抗技術(shù)專業(yè)主要為國防水聲行業(yè)培養(yǎng)人才，故本課程是該專業(yè)的專業(yè)必修課程。通過本課程的學習，期望學生掌握聲納的基本工作原理，主要是聲納的波束形成方法、測向方法、測距方法和測速方法。在掌握這些方法之后，學生需要通過參與課堂演示實驗深入理解這些方法的實際運用。最后，結(jié)合主講教師的科研經(jīng)歷，向?qū)W生介紹當前國內(nèi)外最先進的聲納系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及工作原理，從而為學生將來從事水聲科研工作奠定基礎(chǔ)。三、教學內(nèi)容和基本要求聲納原理的教學內(nèi)容分為八部分，具體內(nèi)容和相應的基本要求如下（括號中標識數(shù)字為該部分的計劃學時）：第一章 緒論(4)1聲納的發(fā)展簡史和現(xiàn)狀2聲納系統(tǒng)的分類3聲納系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)指標和技術(shù)指標4聲納方程要求：了解聲納的發(fā)展簡史和現(xiàn)狀，掌握聲納系統(tǒng)的分類方法和主要戰(zhàn)術(shù)指標、技術(shù)指標，熟練掌握聲納方程及其內(nèi)涵。本部分將采用中英文對照授課。第二章 聲納系統(tǒng)定向方法(4)1聲納系統(tǒng)定向的基本原理2最大值測向3相位法測向4振幅差值測向法5相關(guān)法測向6互譜法精確測向要求：理解聲納系統(tǒng)定向的基本原理；熟練掌握最大值測向方法、相位法測向；了解振幅差值測向法、相關(guān)測向法；掌握互譜法精確測向。第三章 聲納的波束形成技術(shù)(8)1聲納波束形成的一般原理2直線多波束陣的有關(guān)問題3直線陣相移波束形成器 4直線陣時延波束形成器5圓陣波束形成6頻域波束形成7接收方向性指數(shù)要求：理解聲納波束形成的一般原理；熟練掌握直線陣的相移波束形成和時延波束形成；掌握圓陣波束形成的基本方法；掌握頻域波束形成方法；深入理解接收方向性指數(shù)的含義。本部分將采用英文授課，學生需要提交英文撰寫的作業(yè)。第四章 聲納系統(tǒng)測距方法(6)1主動測距方法2窄帶信號的模糊函數(shù)3被動測距方法4水聲被動定位要求：熟練掌握主動測距方法；掌握窄帶信號的模糊函數(shù)；掌握被動測距方法；了解水聲被動定位的基本原理。第五章 聲納系統(tǒng)測速方法(4)1目標速度的測量方法2本艦航速的測量方法要求：熟練掌握目標速度的測量方法；掌握本艦航速的測量方法。第六章 聲納信號接收(2)1聲納接收機的組成2接收機工作特性曲線3動態(tài)范圍壓縮和歸一化要求：了解聲納接收機的組成；掌握接收機工作特性曲線；掌握聲納信號的動態(tài)范圍壓縮和歸一化方法。第七章 典型聲納信號處理方法(2)1主動聲納信號處理2被動聲納信號處理要求：掌握典型主動聲納信號處理和被動聲納信號處理方法。第八章 典型數(shù)字式聲納(4)1拖曳式線列陣聲納2潛艇用舷側(cè)線列陣聲納3固定式岸用聲納4合成孔徑聲納5聲納技術(shù)的發(fā)展展望。要求：了解現(xiàn)代典型數(shù)字式聲納的基本工作原理以及聲納技術(shù)的最新發(fā)展方向。四、實驗（上機）內(nèi)容和基本要求本課程實驗為課堂演示實驗，在航海學院大型消聲水池實驗室進行。實驗具體內(nèi)容和要求如下：第一次實驗：聲納波束形成和方位估計實驗（4）要求：深入理解聲納的波束形成原理和方位估計方法。第二次實驗：主動和被動測距實驗（4）要求：深入理解主動和被動測距原理。五、各教學環(huán)節(jié)學時分配項目學時講課習題課討論課實驗課其他合計第一章44第二章44第三章82414第四章6410第五章426第六章22第七章22第八章426總計3448248六、對學生能力培養(yǎng)的要求本課程屬于專業(yè)必修課程。學生應該掌握聲納工作原理，并在此基礎(chǔ)上，通過教學演示實驗，深入理解基本的測向、測速和測距方法。希望在教師引導下，學生逐步學會從前人研究問題、分析問題的過程、演繹推導的結(jié)果中，體會和領(lǐng)悟解決問題的方法，提高他們開展本專業(yè)科研工作的能力。在本課程中，通過一定量內(nèi)容的英語教學和相應的英語作業(yè)，期望提高學生對專業(yè)英語的聽、譯等方面的能力。在教學過程中，指導學生學會查閱本專業(yè)參考文獻的方法，并結(jié)合教學內(nèi)容，進行文獻閱讀和理解，為將來從事前沿性的科研工作奠定良好的專業(yè)英語基礎(chǔ)。在進行教學演示實驗時，要求學生參與實驗的準備過程，而不是單純地看實驗結(jié)果，以促進學生動手能力的提高。七、其它說明1學生應遵守西北工業(yè)大學學生手冊（本科生）里有關(guān)學術(shù)誠實的條例；2學生應上課準時，專心聽講；上課期間，關(guān)閉手機。3學生應結(jié)合英文授課內(nèi)容和英文作業(yè)，進行一定